【正文】 。這個(gè)能源部活動(dòng)應(yīng)該主要教育用戶有關(guān)能源費(fèi)用以及如何能夠更好的管理這些費(fèi)用方面的東西。、管理、實(shí)施和交流，以確定符合智能電網(wǎng)發(fā)展藍(lán)圖的下一步計(jì)劃，并且指導(dǎo)2007能源獨(dú)立和安全法案1305部分授權(quán)的智能電網(wǎng)的地區(qū)示范工程。這個(gè)辦事處應(yīng)處理以下事務(wù)：l 基于網(wǎng)絡(luò)的自助服務(wù)工具，建立全球智能電網(wǎng)的信息交流中心l 提供信息，至少提供最好的智能電網(wǎng)實(shí)際工程，有效的智能電網(wǎng)商業(yè)模型，存在的技術(shù)以及高效的監(jiān)管模型l 為電力監(jiān)管、電力公司、消費(fèi)者權(quán)利維護(hù)者以及其他相關(guān)人員編寫并提供學(xué)習(xí)材料l 如果可能，組織或者支持不同部門之間的關(guān)于智能電網(wǎng)的活動(dòng)l 督促國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所按照 2007能源獨(dú)立和安全法案1305部分的授權(quán)，完成標(biāo)準(zhǔn)框架的制定工作。與此同時(shí)，適時(shí)地發(fā)展智能電網(wǎng)也存在著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。39里克尼科爾森和其他人，金融危機(jī)對(duì)于公用事業(yè)行業(yè)科技支出的影響（弗拉明哈姆：能源分析， 2008年10月17號(hào)） 40同上第四章 建議 考慮到智能電網(wǎng)的重要性，電力咨詢委員會(huì)認(rèn)為，應(yīng)該加速實(shí)施有成本效益的智能電網(wǎng)技術(shù)，使國(guó)家得到最佳的利益。其通過(guò)減少對(duì)新建電源的需求，更好的解決可再生和不可再生能源電網(wǎng)接入問(wèn)題，減少大停電和事故連鎖反應(yīng)，使用戶更好地管理其能源消耗，為更好地管理國(guó)家能源提供了重要的機(jī)遇。信用危機(jī)意味著電力公司在某些管轄范圍內(nèi)耗資數(shù)十億美元集資建造新的大型發(fā)電廠和輸電線路的投資可能會(huì)被推遲。39在未來(lái)一到兩年，信貸危機(jī)可能使即使有良好的信貸評(píng)級(jí)的電力公司的融資更加昂貴。這些公司很少或根本沒(méi)有來(lái)自信貸或者對(duì)沖方面的風(fēng)險(xiǎn)，并不太可能受困于美國(guó)聯(lián)合能源公司和美國(guó)電力煤氣公用公司面臨的問(wèn)題。兩個(gè)星期后，美國(guó)電力煤氣公用公司，在其股票跳水之后便失去了與美林證券公司的貸款合約，并通過(guò)新的，更昂貴的途徑籌集了10億美元，同時(shí)宣布，它已成立了一個(gè)特別委員會(huì)來(lái)審查戰(zhàn)略選擇。在2008年9月，在美國(guó)聯(lián)合能源公司的股價(jià)暴跌60％之后，中美能源控股公司提出以47億美元收購(gòu)美國(guó)聯(lián)合能源公司。這將是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，同時(shí)也可以通過(guò)加強(qiáng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的了解并從其他行業(yè)中汲取經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成這項(xiàng)任務(wù)。38能源部報(bào)告還列出了以下的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和功能： l 識(shí)別威脅和脆弱性 l 保護(hù)網(wǎng)絡(luò) l 系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)考慮安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)期效益包括： l 降低了系統(tǒng)在實(shí)物攻擊或網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)的脆弱性l 將干擾的影響降低到最低，包括受干擾的范圍、干擾持續(xù)時(shí)間以及對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響l 使用安全相關(guān)的技術(shù)也有助于優(yōu)化可靠性、通信、計(jì)算、決策支持系統(tǒng)以及自啟動(dòng)實(shí)際上，許多智能電網(wǎng)技術(shù)的建設(shè)，如智能儀表，傳感器和先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)，反而使得電網(wǎng)在經(jīng)受網(wǎng)絡(luò)攻擊時(shí)變得脆弱。37 安全性智能電網(wǎng)通常有增強(qiáng)系統(tǒng)安全性的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。公共信息模型，智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，多路通信技術(shù)，遙控應(yīng)用服務(wù)單元2，實(shí)用通信架構(gòu)和智能電網(wǎng)建筑安理會(huì)的概念都包括有助于協(xié)助電力公司實(shí)現(xiàn)互操作性的有價(jià)值的內(nèi)容。過(guò)去20年中，各個(gè)行業(yè)解決交互操作性的相關(guān)問(wèn)題的合作努力已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步。36 智能電網(wǎng)里的許多技術(shù)組件之間需要互操作性。 來(lái)自其他行業(yè)的證據(jù)表明，％4％。35以智能電網(wǎng)為例，這些系統(tǒng)可能包括停電管理，配電管理，狀態(tài)檢修，監(jiān)測(cè)控制和數(shù)據(jù)采集，先進(jìn)的高級(jí)量測(cè)體系，配電規(guī)劃，負(fù)荷預(yù)測(cè)，以及各種還沒(méi)有設(shè)計(jì)或尚未建立的系統(tǒng)。其中智能電網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)，是互操作性，使所有設(shè)備，技術(shù)和參與者（例如，能源生產(chǎn)者，消費(fèi)者和經(jīng)營(yíng)者）在網(wǎng)絡(luò)中受益。 基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵問(wèn)題毫無(wú)疑問(wèn)，建立智能電網(wǎng)也面臨許多復(fù)雜的技術(shù)挑戰(zhàn)。然而，為了使典型的用戶接受并擁護(hù)智能電網(wǎng)的轉(zhuǎn)變，電力公司和政策制定者必須將利益有效地反饋給公眾。在設(shè)備和人員培訓(xùn)方面的投資，不具備短期收益，如果沒(méi)有政策指導(dǎo)和政府機(jī)構(gòu)的投資這些花費(fèi)很難攤平。電力公司必須抓住智能電網(wǎng)的投資機(jī)遇，并且要知道重大的效果和用戶的好處幾年內(nèi)可能不會(huì)出現(xiàn)。這項(xiàng)工作也將需要大量的投資。投資于這種技術(shù)，直到這些技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)才可以得到綜合性的回報(bào)。這將需要大量的規(guī)劃，包括全系統(tǒng)安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備（包括監(jiān)控設(shè)備自身的消耗），通過(guò)安裝必要的設(shè)備實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的某一部分設(shè)備與其他設(shè)備進(jìn)行“對(duì)話”，同時(shí)實(shí)現(xiàn)重復(fù)路由，自修復(fù)以及其他與系統(tǒng)操作無(wú)關(guān)的功能。智能電網(wǎng)對(duì)于運(yùn)行來(lái)說(shuō)是一種新的綜合業(yè)務(wù)和概念模型。作為智能電網(wǎng)更注重節(jié)約能源以及分布式發(fā)電技術(shù)的采用，監(jiān)管機(jī)構(gòu)可能需要解決的問(wèn)題是如何給電力公司提供適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)使其減小售電量。反過(guò)來(lái)說(shuō)，實(shí)施智能電網(wǎng)的好處，例如財(cái)務(wù)方面，業(yè)務(wù)方面，經(jīng)驗(yàn)方面以及其他方面，由于該技術(shù)是首次采用，一般也得不到其他電力行業(yè)利益相關(guān)者的認(rèn)可。此外，由于智能電網(wǎng)技術(shù)提供給電力公司，消費(fèi)者和社會(huì)多層次的好處，他們的價(jià)值已經(jīng)很難量化為一個(gè)簡(jiǎn)單的成本效益分析。從而電力公司往往也是緩慢地采用實(shí)驗(yàn)室之外尚未得到廣泛證明新技術(shù)。33庫(kù)爾特克耶格爾，“到智能電網(wǎng)的順利過(guò)渡，”（高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃， 2007年）34高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃，“實(shí)況報(bào)道：完美電力之路：政策解決辦法，”高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃 電力公司商業(yè)模型今天的許多實(shí)用的商業(yè)模式的依據(jù)是資本投資最少能獲得多少回報(bào)。國(guó)家公用事業(yè)委員會(huì)還需要發(fā)展智能電網(wǎng)特殊的費(fèi)率體系，通過(guò)建立特殊時(shí)段使用費(fèi)率，無(wú)論是小時(shí)費(fèi)率還是尖峰電價(jià)，或者對(duì)現(xiàn)有的做法進(jìn)行改進(jìn)。評(píng)估往往是基于實(shí)際的和可實(shí)現(xiàn)的利益，而未來(lái)的利益也要考慮，但必須給出適當(dāng)評(píng)價(jià)。34 國(guó)家公用事業(yè)委員會(huì)有責(zé)任確保電力設(shè)施在其管轄范圍內(nèi)提供安全和可靠?jī)r(jià)格合理的服務(wù)。今天，電信服務(wù)商和電信服務(wù)能夠自由選擇要更多的感謝立法和技術(shù)進(jìn)步，打破了壟斷，后來(lái)打開了電信業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的大門。 監(jiān)管方面的挑戰(zhàn)國(guó)家的電力輸送系統(tǒng)就像過(guò)去的電信網(wǎng)絡(luò)一樣—設(shè)備老化，且用戶的應(yīng)用成本高。 資料來(lái)源：智能電網(wǎng)表：新能源經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)者東非共同體智能電網(wǎng)小組委員會(huì)2008年第三章 挑戰(zhàn)與機(jī)遇智能電網(wǎng)最大的障礙既不是技術(shù)問(wèn)題也不是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃執(zhí)行主任和電力科學(xué)研究院名譽(yù)總裁庫(kù)爾特克耶格爾于2007年5月3日在眾議院能源委員會(huì)和商務(wù)部聽證會(huì)上說(shuō)“限制現(xiàn)在向智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)變的是陳舊的規(guī)章制度的阻礙和更早時(shí)期制度的阻撓。實(shí)時(shí)定價(jià)為消費(fèi)者提供一個(gè)優(yōu)于層次需求管理計(jì)劃“選擇”的成本和便利的權(quán)衡機(jī)會(huì)。智能網(wǎng)技術(shù)，如同步向量技術(shù)可以減少傳輸阻塞 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展支持互操作性的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議將推動(dòng)支持智能電網(wǎng)概念的產(chǎn)品創(chuàng)新和商業(yè)機(jī)會(huì)。 先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)可以用來(lái)幫助測(cè)量用電和計(jì)算所產(chǎn)生的二氧化碳。 插入式電動(dòng)車的普及將需要智能電網(wǎng)支持電動(dòng)車充電，插入式電動(dòng)車的使用也需要智能電網(wǎng)技術(shù)。 環(huán)境的積極影響智能電網(wǎng)可以減少配電損耗，從而減少了發(fā)電需求。價(jià)格敏感的高峰用電需求減少峰時(shí)發(fā)電容量的投資。支持分布式發(fā)電，因?yàn)殡娋W(wǎng)有能力動(dòng)態(tài)管理電網(wǎng)中的所有電源。3230能源分析，全國(guó)住宅在線小組顯示調(diào)查（弗拉明哈姆： 國(guó)際數(shù)據(jù)公司，2007年）31能源分析，2008年全國(guó)住宅網(wǎng)上小組實(shí)時(shí)定價(jià)調(diào)查（弗拉明哈姆： 國(guó)際數(shù)據(jù)公司，2008）32同上 表23 智能電網(wǎng)收益 建造實(shí)施智能電網(wǎng)潛在的和現(xiàn)實(shí)的收益 收益 利益相關(guān)者電力公司獨(dú)立發(fā)電住宅商業(yè)工業(yè)后代系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性智能電網(wǎng)技術(shù)，可以快速診斷配網(wǎng)停電和自動(dòng)恢復(fù)損壞部分的電網(wǎng)供電，減少整體停電次數(shù)，有重大的經(jīng)濟(jì)效益。30“能源分析”中2008年全國(guó)住宅網(wǎng)上小組實(shí)時(shí)定價(jià)的調(diào)查顯示，大部分的用戶對(duì)實(shí)時(shí)定價(jià)有興趣。約70％表示高度關(guān)注，另外20％表示適度的關(guān)注。29國(guó)際數(shù)據(jù)公司認(rèn)為，從能源的角度，用戶對(duì)于智能電網(wǎng)所提供的機(jī)會(huì)有興趣。這樣電力公司就可以對(duì)用戶設(shè)備的運(yùn)行情況提供建議。首次安裝或者更換時(shí)，設(shè)備有時(shí)不能正常工作。此外，可變速驅(qū)動(dòng)器能夠自動(dòng)響應(yīng)電力公司的定價(jià)信號(hào)；這可能會(huì)對(duì)公司的總消費(fèi)需求和費(fèi)用，以及對(duì)整個(gè)社會(huì)能源效率的利益方面產(chǎn)生重大的影響。美國(guó)電機(jī)挑戰(zhàn)研究表明，使用變速高效的電機(jī)，每年可節(jié)省850億千瓦小時(shí)的電量。26因此改進(jìn)電機(jī)效率低的現(xiàn)狀可以節(jié)省巨大的能源消耗費(fèi)用。例如，電動(dòng)機(jī)約占65％的工業(yè)用電量。智能電網(wǎng)技術(shù)還允許電力公司實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電氣開斷服務(wù)，用戶可以更容易和更快地啟動(dòng)，停止，或轉(zhuǎn)移服務(wù)，以及更換零售電力供應(yīng)商。25方便的先進(jìn)儀表通過(guò)用戶的先進(jìn)儀表和電力公司之間的雙向通信，自動(dòng)抄表系統(tǒng)對(duì)于用戶和電力公司是一樣的容易。改善市場(chǎng)透明度將讓消費(fèi)者能很容易地尋求最佳的零售價(jià)格和服務(wù)。用戶可以通過(guò)使用更高效的電器和燈泡，恒溫器的溫度調(diào)節(jié)，和不使用時(shí)關(guān)掉電燈和其他能源消耗設(shè)備來(lái)減少能源消耗?？稍偕茉促Y源，不僅環(huán)保，而且創(chuàng)建節(jié)約成本的機(jī)會(huì)，用戶如果發(fā)電超過(guò)了他們自己的需要就可以向電網(wǎng)出售多余的電量。新興的分布式發(fā)電資源包括地?zé)幔锬?，無(wú)碳?xì)淙剂想姵?，插入式電?dòng)機(jī)車和電池儲(chǔ)能。分布式發(fā)電設(shè)備通常是用戶擁有的，能夠智能提供電力給用戶的發(fā)電技術(shù)。智能電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)的關(guān)鍵因素。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，需求響應(yīng)/負(fù)荷管理程序可以作為一個(gè)電源來(lái)避免建設(shè)昂貴的峰荷電源。所有用戶都受益于市場(chǎng)環(huán)境中減少的尖峰電價(jià)，或從監(jiān)管的環(huán)境中平均費(fèi)用的降低中受益。在監(jiān)管環(huán)境中，系統(tǒng)的平均成本仍然包含這些設(shè)備的年均費(fèi)用，即使這些費(fèi)用并不昂貴。峰荷減少的費(fèi)用節(jié)省電力工業(yè)界已經(jīng)早就知道，用于減少峰荷的需求響應(yīng)/負(fù)荷管理程序?qū)﹄娏竞陀脩粲薪?jīng)濟(jì)效益。雙向通信設(shè)施甚至允許在家庭和企業(yè)業(yè)主離開后，設(shè)備和安全系統(tǒng)以啟動(dòng)會(huì)話的方式通知他們存在的問(wèn)題或安全警示。用戶可以建立智能設(shè)備，恒溫器，安全系統(tǒng)，以及電子的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，這樣就能夠和電網(wǎng)通信并可以得到反饋。高級(jí)儀表告訴消費(fèi)者在其家中或企業(yè)中如何使用能源，使用費(fèi)是多少，以及使用會(huì)對(duì)環(huán)境造成什么樣的影響。24其他的好處概述如下。22 Xcel能源，Xcel能源智能電網(wǎng)：白皮書（明尼阿波利斯，美國(guó)明尼蘇達(dá)：Xcel能源， 2008年） 對(duì)用戶的好處2007年IBM公司對(duì)1900個(gè)能源用戶進(jìn)行的調(diào)查顯示，由于增長(zhǎng)的可靠性問(wèn)題，擔(dān)心環(huán)境的可持續(xù)性，以及能源支出費(fèi)用的提高，用戶有了更多的控制自己的能源消耗決定的需求。 l 增加電網(wǎng)承受元件故障的魯棒性，無(wú)論是由于自然事件，設(shè)備的使用時(shí)間/條件，或有意的破壞。但是，智能電網(wǎng)技術(shù)也會(huì)帶來(lái)自己的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，其在應(yīng)用過(guò)程中需要全面的內(nèi)部安全性。雖然北美電力可靠性公司發(fā)展并公開了關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，以解決這些問(wèn)題。系統(tǒng)安全的改善電力公司在變電站越來(lái)越多地采用數(shù)字設(shè)備提高保護(hù)性能，實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化并提高可靠性和控制性?，F(xiàn)在的電網(wǎng)是將電能集中起來(lái)供應(yīng)給固定的，可預(yù)見的負(fù)荷；這使得電網(wǎng)會(huì)受到分布式能源并網(wǎng)的挑戰(zhàn)，并且由于可再生能源，如太陽(yáng)能和風(fēng)能是間歇性的，電網(wǎng)也需要類似于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)控制潮流并規(guī)劃備用容量來(lái)補(bǔ)充分布式發(fā)電的間歇性。智能電網(wǎng)技術(shù)提供快速功率變化的監(jiān)測(cè)，幫助電力公司采用控制策略和安裝電容器和其他功率因數(shù)控制裝置，包括在變電站補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娮釉O(shè)備。幾乎所有的高效率設(shè)備，供暖，通風(fēng)和冷卻系統(tǒng)，消費(fèi)電子，照明和其它負(fù)荷的設(shè)備，由“阻性的”（如白熾燈泡）或“旋轉(zhuǎn)的”（如電動(dòng)機(jī)）變化為“逆變器為基礎(chǔ)”。22現(xiàn)在，這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)可控或自動(dòng)的電容器組來(lái)解決。綜合分析這些設(shè)備信息和從保護(hù)變壓器的斷路器上得到的故障信息，可以幫助確定這些設(shè)備何時(shí)需要保養(yǎng)維修，何時(shí)退役。然而，超期服役有時(shí)也是迫不得已，隨著銅和鐵磁鋼鐵的價(jià)格的上升，更換變壓器的花費(fèi)也迅速增加。這些價(jià)值數(shù)百萬(wàn)美元的設(shè)備有一個(gè)預(yù)期40年的使用壽命，但有相當(dāng)比重的美國(guó)電力變壓器正在接近或已經(jīng)超過(guò)了這個(gè)時(shí)間。也可以采用遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，使電力公司對(duì)設(shè)備的維護(hù)從按照時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)變?yōu)橐罁?jù)設(shè)備狀態(tài)來(lái)進(jìn)行，這樣也可以降低成本。智能電網(wǎng)也可以通過(guò)利用信息系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷這些加強(qiáng)設(shè)備管理的方法延長(zhǎng)現(xiàn)有設(shè)備的使用壽命，從而推遲資本的投資。21這意味著美國(guó)必須建立調(diào)峰電廠，增加輸電線路，配電線路，甚至有可能增加基荷電廠產(chǎn)生足夠電量以滿足出現(xiàn)概率小于1%的負(fù)荷需求。發(fā)電，輸電，配電投資以及費(fèi)用支出通過(guò)減少峰荷需求，智能電網(wǎng)可以減少對(duì)新建輸電線路和電廠的需求。整個(gè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制設(shè)備可以創(chuàng)建一個(gè)“自我修復(fù)”網(wǎng)絡(luò)，它可以恢復(fù)和防止供電中斷，以及延長(zhǎng)變電設(shè)備和配電設(shè)備的使用壽命。全網(wǎng)雙向通信將讓電網(wǎng)工作人員可以遠(yuǎn)程識(shí)別，定位，隔離故障，并更迅速的恢復(fù)電力供應(yīng)，而不必通過(guò)電話派遣人員實(shí)地處理?！?9智能電網(wǎng)能夠顯著改善電能質(zhì)量和供電可靠性?！霸诿绹?guó)，發(fā)電站建立平均使用的是20世紀(jì)60年代的技術(shù)，甚至更早以前的技術(shù)。 表22 不同行業(yè)供電中斷一小時(shí)的損失 行業(yè)供電中斷一小時(shí)的損失蜂窩通信 41000美元電話售票 72000美元 航空公司保存系統(tǒng) 90000美元半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè) 2000000美元 信用卡業(yè)務(wù) 2580000美元 經(jīng)紀(jì)業(yè)務(wù) 6480000美元 來(lái)源：高爾文電力行動(dòng)計(jì)劃2008